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Patent Searching and Data


Title:
EXTRUSION DEVICE THAT IS TO BE VENTILATED FOR PRODUCING A CERAMIC TUBE CLOSED WITH A BASE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/158164
Kind Code:
A1
Abstract:
An extrusion device according to the invention comprises a mouthpiece (1), a mandrel (2) coaxially arranged for this purpose and a temporarily removable closure piece (3), wherein the inner surface of the closure piece (3) and the outer surface of the mandrel (2) delimit a gap which corresponds to the shape of the base (B) to be produced of a ceramic tube. A vent opening (6) for ventilating during extrusion and a ventilation opening (7) for avoiding the occurrence of a negative pressure when removing the closure piece (3) from the extruded base (B) of a ceramic tube are provided in the closure piece (3).

Inventors:
HOFACKER, Martin (Hans-Berger-Straße 18, Jena, 07747, DE)
KIESEL, Lutz (Hellborn 19, Renthendorf, 07646, DE)
Application Number:
DE2019/100153
Publication Date:
August 22, 2019
Filing Date:
February 19, 2019
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E. V. (Hansastraße 27c, München, 80686, DE)
International Classes:
B28B3/26; B28B7/00
Foreign References:
DE102016104387A12017-09-14
JPH02108505A1990-04-20
US20080026092A12008-01-31
DE102016104387A12017-09-14
DE501270C1930-06-30
EP1075916A22001-02-14
DE6610142U1973-04-12
DE3219226A11983-11-24
DE68903344T21993-05-27
Attorney, Agent or Firm:
SCHALLER, Renate et al. (Patentanwälte OEHMKE & KOLLEGEN, Neugasse 13, Jena, 07743, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden (B) verschlossenen Keramikrohres, aufweisend ein Mundstück (1 ), einen darin koaxial angeordneten Dorn (2) und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück (1 ) verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück (3), wobei innere Oberflächen des Mundstückes (1 ) und des Verschlussstückes (3) und eine äußere Oberfläche des Dorns (2) einen Spalt (4) begrenzen, welcher zwischen dem Dorn (2) und dem Mundstück (1 ) der Form eines Rohrstückes (R) und zwischen dem Dorn (2) und dem Verschlussstück (3) der Form des Bodens (B) des herzustellenden Keramikrohres entspricht, und der Spalt (4) mit einer durch eine Keramikmasse (M) befüllten Speisekammer (5) in Verbindung steht und in dem Verschlussstück (3) eine Entlüftungsöffnung (6) vorhanden ist, über die beim Befüllen des Spaltes (4) mit der Keramikmasse (M) der Spalt (4) entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse (M) aus dem Spalt (4) gedrückt werden kann, und

in dem Verschlussstück (3) eine Belüftungsöffnung (7) vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück (1 ) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet,

dass in dem Verschlussstück (3) eine zum Mundstück (1 ) koaxial verlaufende Zentralbohrung (12) vorhanden ist, in der ein Kolben (15) über einen ersten Kolbenhub (h-i) zwischen einer oberen Endlage (Lo) und einer Zwischenlage (Lz) und über einen zweiten Kolbenhub (h2) zwischen der Zwischenlage (Lz) und einer unteren Endlage (Lu) verschiebbar ist, wobei die Entlüftungsöffnung (6) durch eine erste Kanalbohrung (13), die zwischen der oberen Endlage (Lo) und der Zwischenlage (Lz) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist, und

dass entweder die Belüftungsöffnung (7) durch eine zweite Kanalbohrung (14), die zwischen der Zwischenlage (Lz) und der unteren Endlage (Lu) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist

oder dass die Zentralbohrung (12) unterhalb der Zwischenlage (Lz) einen größeren Durchmesser aufweist als oberhalb der Zwischenlage (Lz), wodurch sich um den Kolben (15) in der unteren Endlage (Lu) ein Ringspalt (16) ausbildet, der in Verbindung mit der geöffneten Zentralbohrung (12) die Belüftungsöffnung (7) darstellt,

oder dass die Zentralbohrung (12) vollständig freigegeben ist, wenn sich der Kolben (15) in der unteren Endlage (Lu) befindet, womit die Zentralbohrung (12) die Belüftungsöffnung (7) darstellt.

2. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden (B) verschlossenen Keramikrohres, aufweisend ein Mundstück (1 ), einen darin koaxial angeordneten Dorn (2) und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück (1 ) verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück (3), wobei innere Oberflächen des Mundstückes (1 ) und des Verschlussstückes (3) und eine äußere Oberfläche des Doms (2) einen Spalt (4) begrenzen, welcher zwischen dem Dorn (2) und dem Mundstück (1 ) der Form eines Rohrstückes (R) und zwischen dem Dorn (2) und dem Verschlussstück (3) der Form des Bodens (B) des herzustellenden Keramikrohres entspricht, und der Spalt (4) mit einer durch eine Keramikmasse (M) befüllten Speisekammer (5) in Verbindung steht und in dem Verschlussstück (3) eine Entlüftungsöffnung (6) vorhanden ist, über die beim Befüllen des Spaltes (4) mit der Keramikmasse (M) der Spalt (4) entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse (M) aus dem Spalt (4) gedrückt werden kann, und

in dem Verschlussstück (3) eine Belüftungsöffnung (7) vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück (1 ) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verschlussstück (3) eine zum Mundstück (1 ) koaxial verlaufende Zentralbohrung (12) vorhanden ist, in der ein Kolben (15), gebildet durch einen Außenkolben und einen Innenkolben, über einen ersten Kolbenhub (h-i) zwischen einer oberen Endlage (L0) und einer Zwischenlage (Lz) verschiebbar ist und der Innenkolben über einen zweiten Kolbenhub (h2) zwischen der Zwischenlage (Lz) und einer unteren Endlage (Lu), in der der Kolben (15) geöffnet ist, verschiebbar ist, wobei die Entlüftungsöffnung (6) durch eine erste Kanalbohrung (13), die zwischen der oberen Endlage (L0) und der Zwischenlage (Lz) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist und die Zentralbohrung (12) und der geöffnete Kolben (15) die wenigstens eine Belüftungsöffnung (7) darstellen.

3. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass die Belüftungsöffnung (7) über eine Medienzuführung (17) mit einer Pumpe oder einer Druckluftkammer (18) verbunden ist.

4. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die innere Oberfläche des Verschlussstückes (3) mit einem Formeinsatz ausgelegt ist, der nach dem Entfernen des Verschlussstückes (3) vom Mundstück (1 ) an dem Boden (B) haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und einem beginnenden Schwinden der den Boden (B) bildenden Keramikmasse (M) leicht entfernt werden kann.

5. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die innere Oberfläche des Verschlussstückes (3) mit einer Folie (1 1 ) ausgelegt ist, die nach dem Entfernen des Verschlussstückes (3) vom Mundstück (1 ) an dem Boden (B) haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und einem beginnenden Schwinden der den Boden (B) bildenden Keramikmasse (M) leicht entfernt werden kann.

6. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

dass die Folie (1 1 ) dehnbar ist und außerhalb des Spaltes (4) zwischen dem Mundstück (1 ) und dem Verschlussstück (3) geklemmt ist.

7. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Entlüftungsöffnung (6) verschließbar ausgeführt ist.

Description:
Zu belüftende Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden verschlossenen Keramikrohres

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsvorrichtung zum Extrudieren einseitig verschlossener keramischer Hohlkörper, wie sie gattungsgemäß aus der DE 10 2016 104 387 A1 bekannt ist.

Beim Extrudieren (Strangpressen) einseitig verschlossener, dünnwandiger Hohlprofile aus zähplastischen keramischen Massen, insbesondere mit Wandstärken < 2 mm und unter hohen Drücken im Formgebungswerkzeug von bis zu 200 bar, werden besondere Anforderungen an die Extrusionsvorrichtung gestellt, um das nach der Extrusion noch sehr empfindliche Profil vor Deformationen zu bewahren. In Abhängigkeit von der Querschnittsfläche kann auch ein Formkörper mit einem Innendurchmesser von z. B. 80 mm und einer Wandstärke von 1 ,5 mm als dünnwandig angesehen werden, da für die Formstabilität / Festigkeit der Querschnitt und die Länge des Formkörpers, aber auch das rheologische Verhalten der keramischen Masse entscheidend sind.

Gemäß der Beschreibung des Standes der Technik in der DE 501 270 C war bereits 1930 eine Vorrichtung zur Herstellung eines einseitig geschlossenen Hohlkörpers durch Extrudieren bekannt. Diese Vorrichtung weist ein Mundstück, einen darin koaxial angeordneten Dorn und ein temporär an das Mundstück ansetzbares Verschlussstück auf. Der Dorn und das Verschlussstück sind je nach gewünschter Gestalt des Bodens des zu extrudierenden Hohlkörpers ausgeformt, wobei ein zwischen dem Dorn und dem Verschlussstück verbleibender Hohlraum die Bodendicke bestimmt. Eine in das Extrusionswerkzeug eingepresste plastische Masse füllt zunächst diesen Hohlraum aus, wodurch der Boden gebildet wird. Es ist zu dieser Zeit auch bereits bekannt, den Hohlraum durch Öffnungen zu entlüften, die mit der Außenluft in Verbindung stehend entweder in dem Mundstück oder in dem Verschlussstück oder auch in beiden vorgesehen sind, damit die durch die plastische Masse verdrängte Luft entweichen kann.

Gemäß der vorgenannten DE 501 270 C wird vorgeschlagen, eine Entlüftungsöffnung im Verschlussstück mit einer besonderen Verschlussvorrichtung zu verschließen, sobald plastische Masse aus der Entlüftungsöffnung austritt. Die Verschlussvorrichtung füllt das Volumen der Entlüftungsöffnung im geschlossenen Zustand vollständig aus, sodass die dort beim Extrudieren expandierte plastische Masse während des Verschließens in den Hohlraum zurückgedrängt und verdichtet wird. Nach dem Verschließen der Entlüftungsöffnung kann das Verschlussstück vom Mundstück abgenommen und das restliche Hohlkörperprofil auf Länge extrudiert werden, wobei sich der Boden vom Dorn löst und von diesem weg bewegt wird. Um das Kollabieren des einseitig geschlossenen Hohlkörpers durch den beim Bewegen des Hohlkörpers über den Dorn entstehenden Unterdrück zu verhindern, verfügt der Dorn über eine Belüftungsöffnung. Die Belüftungsöffnung ist mit einem Rückschlagventil versehen, das bei entsprechendem Unterdrück selbsttätig öffnet und beim Einpressen der plastischen Masse in das Extrusionswerkzeug geschlossen bleibt. Über die Eigenschaften der plastischen Masse ist offenbart, dass es sich um Kohlenmassen handelt. Über Wanddicken und Stabilität der hergestellten Hohlkörper werden keine Angaben gemacht. Beim Extrudieren dünnwandiger Keramikhohlkörper kann der zum Öffnen des Rückschlagventils erforderliche Unterdrück bereits eine Verformung des Hohlprofils verursachen. Weiterhin besteht beim Entformen eines dünnwandigen Bodens die Gefahr, dass die noch feuchte Keramikmasse durch Adhäsion am Verschlussstück anhaftet und beim Abnehmen des Verschlussstückes beschädigt wird.

In der EP 1 075 916 A2 sind ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Bodens an einem Keramikrohr durch Extrudieren beschrieben. Der Boden wird in einem Hohlraum zwischen dem Dorn des Mundstücks und einem temporär das Mundstück verschließenden Verschlussstück ausgebildet. Zum Entlüften des Hohlraums während des Extrudierens des Bodens ist eine koaxial zum Mundstück angeordnete Entlüftungsöffnung vorgesehen. Durch die Entlüftungsöffnung austretende keramische Masse kann mittels eines beweglichen Kolbens in den Hohlraum zurückgepresst werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Dichte der keramischen Masse im Boden erreicht. Es werden keine Maßnahmen getroffen, die das Lösen des Bodens vom Verschlussstück begünstigen.

Die Gebrauchsmusterschrift DE 66 10 142 U offenbart ein Ventil zum pneumatischen Auswerfen von aus Keramikmasse bestehenden Werkstücken aus einer Pressform mittels Pressluft. Zur detaillierten Ausbildung der Werkstücke ist hier nichts ausgeführt. Das Ventil ist von Außen in die Wand der Pressform lösbar eingeschraubt, wobei die Einschraubtiefe justierbar ist, sodass ein die Belüftungsöffnung (hier Luftaustrittsöffnung) des Ventils verschließender oder freigebender Kolben (hier Ventilkegel) bündig zur Innenoberfläche der Pressform montiert wird. Nachteilig ist jedoch, dass sich der Kolben in Richtung des in der Pressform befindlichen Werkstücks öffnet, sodass die Möglichkeit besteht, das der Kolben beim Öffnen unerwünschte Deformationen in der Keramikmasse hinterlässt.

Aus der Offenlegungsschrift DE 32 19 226 A1 ist eine Vorrichtung zum Revolverpressen von Dachziegeln bekannt, bei der die Werkstücke pneumatisch in der Pressform gehalten oder aus der Pressform ausgeworfen werden. Das Auswerfen erfolgt mittels Ventilen, durch die dem Spalt zwischen Form und Werkstück Druckluft zugeführt werden. Die Belüftungsöffnung (hier Auslass) des Ventils ist ein konischer Ventilsitz, der mit einem Ventilkegel verschlossen ist. Der Ventilkegel ist über einen Stößel mit einem pneumatisch beweglichen Kolben verbunden, mit dem sich das Ventil gegen eine Federkraft öffnen lässt. Ein durch das sich öffnende Ventil im Werkstück entstehender Abdruck des Ventilkegels wird in Kauf genommen.

Die DE 689 03 344 T2 offenbart ein Verfahren zum Extrudieren eines einseitig geschlossenen Flohlkörpers (Hülse) aus Keramik, bei dem das Anhaften des Bodens an einer Extrusionsvorrichtung verhindert werden soll. Die Extrusionsvorrichtung weist ein Mundstück und einen hierzu koaxial angeordneten Dorn (Kernglied) auf. Zur Ausbildung des Bodens ist das Mundstück temporär mit einem Verschlussstück (Druckplatte) verschließbar. Im Dorn ist ein Kolben geführt, dessen freies Kolbenende gemeinsam mit dem Verschlussstück die Form des Bodens bestimmt. Der Kolben ist beweglich in einer Belüftungsöffnung (Durchgangsöffnung) im Dorn gelagert, wobei die Belüftungsöffnung mittels eines Kanals (Luftdurchlassöffnung) durch das Innere des Kolbens hindurch geführt ist. Während des Extrudierens des Bodens wird durch die Belüftungsöffnung Luft abgesaugt, um den beweglichen Kolben daran zu hindern, sich aus dem Dorn heraus zu bewegen. Vorteilhaft sind das freie Kolbenende und das Verschlussstück aus einem porösen Material hergestellt, sodass ein Absaugen und Einleiten von Luft, insbesondere auch über das Verschlussstück, flächig verteilt erfolgen kann. Nach Extrudieren des Bodens wird beim Entfernen des Verschlussstückes Luft durch die Belüftungsöffnung im Dorn abgesaugt, um den Boden am Dorn bzw. am Kolben zu halten, und Luft durch das Verschlussstück aus porösem Material geblasen, um das Verschlussstück leichter vom Boden zu lösen. Nach Entfernen des Verschlussstückes wird der Hohlkörper extrudiert, während Luft durch die Belüftungsöffnung des Dorns eingeblasen wird, die den Kolben mit dem extrudierten Hohlkörper mitbewegen soll, bis der Kolben einen Anschlag im Dorn erreicht.

Insbesondere bei sehr dünnen Wandstärken hat die Verwendung der porösen Oberflächen als Anlagefläche für den Boden jedoch auch Nachteile. Beim Extrudieren des Bodens kann, unterstützt durch das Ansaugen durch die poröse Oberfläche des Verschlussstückes, Keramikmasse in die Poren eindringen. Außerdem kann durch die plastische Abformung der porösen Oberfläche der Boden eine Oberflächenrauheit ausbilden, deren einzelne Erhebungen im Verhältnis zur Wandstärke unvorteilhaft groß sind und die, je nachdem, wie tief die keramische Masse in die Poren eindringt, zu einem Anhaften der keramischen Masse führen kann. Die Anhaftung lässt sich mit einem durch die poröse Oberflächenstruktur applizierten Überdruck wieder lösen. Der applizierte Überdruck kann aber bereits zu einer Beschädigung des noch plastisch formbaren Bodens führen. Außerdem kann sich die poröse Oberfläche bei den hohen Drücken im Extrusionswerkzeug leicht mit Keramikmasse zusetzen, sodass keine ausreichende oder nur eine ungleichmäßige Ent- oder Belüftung erreicht wird, wenn der Überdruck in den Poren als Selbstreinigungseffekt unzureichend ist.

Auch aus der einleitend genannten DE 10 2016 104 387 A1 ist eine Extrusionsvorrichtung mit einem Mundstück, einem hierzu koaxial angeordneten Dorn und einem Verschlussstück, das zur Ausbildung eines Bodens eines Keramikrohrs das Mundstück temporär verschließt, bekannt. Vergleichbar mit der vorgenannten EP 1 075 916 A2 ist hier zum Entlüften des durch den Spalt zwischen dem Dorn und dem Verschlussstück gebildeten Hohlraums während des Extrudierens des Bodens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen. Die Entlüftungsöffnung mündet hier nicht in die den Spalt begrenzende Oberfläche des Verschlussstückes sondern in eine zum Mundstück koaxial im Verschlussstück verlaufende Zentralbohrung und stellt eine in einem spitzen Winkel zu der Zentralbohrung hin und vom Mundstück weg weisende Kanalbohrung dar. In der Zentralbohrung ist ein axial beweglicher Kolben zwischen zwei Endlagen verschiebbar angeordnet. Während des Extrudierens des Bodens befindet sich der Kolben in einer unteren Endlage. In dieser unteren Endlage gibt er die Entlüftungsöffnung zum Spalt hin frei. Mit der Befüllung des Spaltes mit der Keramikmasse entweicht zuerst die sich im Spalt befindende Luft über die Zentralbohrung und die Kanalbohrung, bis dann überschüssige Keramikmasse die Zentralbohrung bis an den Kolben befüllt und durch die Kanalbohrung in die Umgebung austritt. Indem der Kolben anschließend in eine obere Endlage verschoben wird, wird die sich in der Zentralbohrung befindende Keramikmasse in den Spalt zurückgepresst und die Entlüftungsöffnung durch den Kolben verschlossen. Durch das Zurückpressen von Keramikmasse in den Spalt wird die Keramikmasse im Spalt verdichtet und es wird eine gleichmäßige Dichte der Keramikmasse im Boden erreicht, wobei die Keramikmasse mit einem hohen Druck an den Dorn und das Verschlussstück gepresst wird. Um das Verschlussstück von dem extrudierten Boden gut ablösen zu können und diesen nicht zu beschädigen, wird vorgeschlagen, das Verschlussstück beheizbar auszuführen. Durch die Beheizung wird Restfeuchte aus der an das Verschlussstück angrenzenden Keramikmasse zumindest teilweise verdampft, wodurch sich ein Dampfpolster entlang der Oberfläche des Verschlussstückes ausbildet.

Aufgrund der hohen Betriebsdrücke bei der steifplastischen Extrusion muss das Verschlussstück mit einer entsprechend Festigkeit gefertigt werden. Üblicherweise können entsprechend massiv ausgelegte Formbauten aus Metallen (Stahl und Stahllegierung) dieser Anforderung gerecht werden. Die Metalle leiten die Wärme gut, besitzen aber eine entsprechend hohe Wärmekapazität. In der Folge limitiert dann die Wärmeleitung und die Menge an eingebrachter Kühl- und Heizleistung die Zeit, bis zu der das Verschlussstück im Kontaktbereich zur steifplastischen Masse auf die gewünschte Temperatur erhitzt oder gekühlt werden kann, womit die Taktzeit für die Entformung limitiert ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Extrusionsvorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln das Lösen des Verschlussstückes vom Boden eines dünnwandigen Keramikrohres in kurzer Zeit ermöglicht, ohne den gebildeten Boden dabei zu beschädigen.

Diese Aufgabe wird für eine Extrusionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erfüllt. Vorteilhafte Ausführungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 a den prinzipiellen Aufbau einer Extrusionsvorrichtung, wie sie aus dem Stand der Technik fachmännisch ableitbar ist, mit unmittelbar in einen Spalt mündenden Belüftungsöffnungen, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 1 b eine perspektivische Ansicht eines Verschlussstückes einer

Extrusionsvorrichtung nach Fig. 1 a,

Fig. 2a den prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer

Extrusionsvorrichtung mit einer innerhalb eines Kolbenhubes in eine Zentralbohrung mündenden Belüftungsöffnung und einem Kolben in einer Zwischenlage, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2b den prinzipiellen Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a mit dem Kolben in einer oberen Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2c den prinzipiellen Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a mit dem Kolben in einer unteren Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 3a den prinzipiellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer

Extrusionsvorrichtung mit einer geweiteten Zentralbohrung und dem Kolben in einer Zwischenlage, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 3b den prinzipiellen Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a mit dem Kolben in einer oberen Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,

Fig. 3c den prinzipiellen Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a mit dem Kolben in einer unteren Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt, und

Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels einer

Extrusionsvorrichtung mit einer das Verschlussstück auskleidenden Folie, in einem Längsschnitt dargestellt. Eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden B verschlossenen Keramikrohres weist grundsätzlich ein Mundstück 1 , einen darin koaxial angeordneten Dorn 2 und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück 1 verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück 3 mit einer Mittenachse 3.1 auf. Die inneren Oberflächen des Mundstückes 1 und des Verschlussstückes 3 und eine äußere Oberfläche des Dorns 2 begrenzen einen Spalt 4. Zwischen dem Dorn 2 und dem Mundstück 1 entspricht der Spalt 4 der Form eines Rohrstückes R und zwischen dem Dorn 2 und dem Verschlussstück 3 der Form des Bodens B des herzustellenden Keramikrohres.

Die innere Oberflächenform des Verschlussstückes 3 und die äußere Oberflächenform des Dorns 2 sind in der Regel gleich, um eine konstante Dicke des Bodens B zu erhalten. Die Oberflächenform kann halbkugelförmig, konisch, keglig oder beliebig anders sein, solange sie keine Hinterschneidungen in einer Ausformrichtung aufweist.

Der Spalt 4 steht mit einer durch eine Keramikmasse M befüllten Speisekammer 5 in Verbindung. In dem Verschlussstück 3 ist eine Entlüftungsöffnung 6 vorhanden, über die beim Befüllen des Spaltes 4 mit der Keramikmasse M der Spalt 4 entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse M aus dem Spalt 4 gedrückt wird. Es ist erfindungswesentlich, dass darüber hinaus in dem Verschlussstück 3 eine Belüftungsöffnung 7 vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück 1 wahlweise geöffnet und verschlossen werden kann. Sie muss verschlossen sein, wenn der Spalt 4 mit Keramikmasse M befüllt und der Boden B extrudiert wird, und soll zu öffnen sein, bevor oder während das Verschlussstück 3 vom Mundstück 1 gelöst wird.

Aus dem Stand der Technik bekannt sind Entlüftungsöffnungen, die eine direkte fluidische Verbindung zwischen dem Spalt und der Umgebung über das Verschlussstück hersteilen. Die Entlüftungsöffnungen sind nach der Fertigstellung des Bodens mit Keramikmasse gefüllt und somit verschlossen.

Erfindungsgemäß führt die Entlüftungsöffnung 6 in eine als Rückverdichtungsraum dienende Zentralbohrung 12, wie sie z. B. aus der vorgenannten DE 10 2016 104 387 A1 bekannt ist, aus der nach Befüllung des Spaltes 4 Keramikmasse M zurück in den Spalt 4 gedrückt wird, wodurch es zu einer Komprimierung der Keramikmasse M im Spalt 4 kommt. Auch hier ist die Entlüftungsöffnung 6 nach der Fertigstellung des Bodens B mit Keramikmasse M gefüllt und somit verschlossen.

Wird jetzt zum Entformen des Bodens B das Verschlussstück 3 vom Mundstück 1 entfernt, besteht die Gefahr, dass beim beginnenden Ablösen des Verschlussstückes 3 vom Boden B die Keramikmasse M am Verschlussstück 3 haften bleibt. Es bildet sich ein zunehmend größer werdender Freiraum, in dem ein Unterdrück erzeugt wird, da nur wenig bis gar keine Luft durch die Entlüftungsöffnung 6 oder die Dichtfläche zwischen Verschlussstück 3 und Mundstück 1 nachströmen kann. Umso weniger Luft von außen in den sich ausbildenden Freiraum nachströmt, desto größer wird der Unterdrück, und eine Beschädigung des Bodens B ist nicht mehr auszuschließen. Eine sehr langsame Entformung oder eine Entformung nach einer Wartezeit, in der die Entformungsmasse beginnt sich zu verfestigen und zu schwinden, kann einer unzureichenden Belüftung entgegenwirken. Insbesondere in der Massenfertigung ist jedoch eine kurze Prozesslaufzeit ein ökonomisch wichtiger Faktor, weshalb diese Maßnahme keine befriedigende Problemlösung darstellt.

Es ist erfindungswesentlich, dass in dem Verschlussstück 3 eine Belüftungsöffnung 7 vorhanden ist, die während des Extrusionsprozesses des Bodens B geschlossen ist und geöffnet werden kann, während das Verschlussstück 3 noch mit dem Mundstück 1 in Verbindung steht. Erst nach Fertigstellung des Bodens B wird die Belüftungsöffnung 7 geöffnet, wodurch Luft in den sich bildenden Freiraum nachströmen kann oder aktiv gedrückt wird. Je nach Größe der Belüftungsöffnung 7 kann die nachströmende Luftmenge erhöht und der Unterdrück gemindert werden. Die Belüftungsöffnung 7 ist entweder direkt mit der Umgebung verbunden, wodurch ein Druckausgleich in dem sich bildenden Freiraum geschaffen wird, oder sie ist über eine Medienzuführung 17 z. B. mit einer Pumpe oder einer Druckluftkammer 18 verbunden, wodurch in dem sich bildenden Freiraum, auf den Boden B wirkend, ein Überdruck erzeugt wird und / oder Luft mit zur Umgebungsluft abweichender Luftfeuchte oder Temperatur geführt wird. Für Ausführungen, in denen die Belüftungsöffnungen 7 mit einer Medienzuführung 17 verbunden sind, ist es vorteilhaft, wenn die Entlüftungsöffnung 6 verschließbar ausgeführt ist. Ansonsten wird gegebenenfalls durch die Druckluft die Entlüftungsöffnung 6 von Keramikmasse M frei geblasen, und im sich bildenden Freiraum kann kein Überdruck erzeugt werden. Bei einer aus dem Stand der Technik ableitbaren Ausführung einer Extrusionsvorrichtung, dargestellt in den Fig. 1a und 1b, sind vier Belüftungsöffnungen 7 im Verschlussstück 3 vorhanden, die unmittelbar über dessen innere Oberfläche in den Spalt 4 münden. Sie sind gleichmäßig um die Entlüftungsöffnung 6 angeordnet. Den Belüftungsöffnungen 7 sind jeweils ein Verschlussmechanismus 9 und eine Abdichtkappe 8 zugeordnet, wobei die Abdichtkappe 8 eine Deckfläche 8.1 aufweist, die an die Form der inneren Oberfläche des Verschlussstückes 3 angepasst ist. Die Abdichtkappe 8 besteht aus einem gleichen Material wie das Verschlussstück 3 und die Deckfläche 8.1 der Abdichtkappe 8 weist eine gleiche Oberflächenqualität wie die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 auf.

Die Anzahl und die Größe des Querschnittes der Belüftungsöffnungen 7 in der Oberfläche des Verschlussstückes 3 sind variierbar. Je nach Art der Verschlussmechanismen 9 und eventueller Verbindungen untereinander können die Belüftungsöffnungen 7 einzeln oder auch synchron geöffnet und geschlossen werden. Die Verschlussmechanismen 9 müssen robust sein und einem großen Gegendruck standhalten.

Das Verschlussstück 3 hat eine halbkugelförmige innere Oberfläche. Die Belüftungsöffnungen 7, rechts in Fig. 1 a gut erkennbar, werden jeweils durch einen Abschnitt einer das Verschlussstück 3 durchdringenden Durchgangsbohrung und eine hier einmündende Durchgangsbohrung gebildet. Die durchdringende Durchgangsbohrung verjüngt sich an ihrem dem Spalt 4 zugewandten Ende konisch. Vorteilhaft verjüngt sie sich auf einen sehr kleinen Durchmesser, sodass eventuell durch die Deckflächen 8.1 der Abdichtkappen 8 verursachte Formabweichungen am Boden B unerheblich sind. Am entgegengesetzten Ende weist die Durchgangsbohrung ein Gewinde auf. In der in Fig. 1 a links dargestellten Belüftungsöffnung 7 ist eine Abdichtkappe 8 verbunden mit einem Verschlussmechanismus 9 dargestellt. Der Verschlussmechanismus 9 ist hier in einfachster Form eine Madenschraube, an deren Spitze ein Zapfen ausgebildet ist, an dem fest verbunden die Abdichtkappe 8 ausgebildet ist. In diesem Fall stellt der Verschlussmechanismus 9 auch gleichzeitig ein Bedienelement 10 dar, über dessen Betätigung der Verschlussmechanismus 9 die Abdichtkappe 8 in eine geöffnete Stellung oder eine geschlossene Stellung bewegt. In einer weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführung ist an der Abdichtkappe 8 eine hydraulisch bewegte Kolbenstange über einen durch Anschläge begrenzten Hub verschiebbar, um die Belüftungsöffnung 7 zu öffnen und zu schließen.

Belüftungsöffnungen 7, wie sie hier beschrieben wurden, können alternativ oder zusätzlich im Mundstück 1 vorhanden sein, womit weitere nicht in den Zeichnungen dargestellte, aus dem Stand der Technik fachmännisch ableitbare Ausführungen gebildet werden.

In einem ersten Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung, dargestellt in den Fig. 2a - 2c, ist die Entlüftungsöffnung 6 erfindungsgemäß ausgeführt. In dem Verschlussstück 3 ist eine zum Mundstück 1 koaxial verlaufende Zentralbohrung 12 vorhanden, in der ein Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub h 1 zwischen einer oberen Endlage Lo (Fig. 2b) und einer Zwischenlage Lz (Fig. 2a) und über einen zweiten Kolbenhub h 2 zwischen der Zwischenlage Lz und einer unteren Endlage Ly (Fig. 2c) verschiebbar ist. Die Entlüftungsöffnung 6 wird hier durch eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage L 0 und der Zwischenlage L z in die Zentralbohrung 12 mündet, gemeinsam mit der Zentralbohrung 12 über die Länge des ersten Kolbenhubes hi gebildet. Eine Belüftungsöffnung 7 wird gebildet durch eine zweite Kanalbohrung 14, die zwischen der Zwischenlage L z und der unteren Endlage Ly in die Zentralbohrung 12 mündet, und die Zentralbohrung 12 über den ersten und den zweiten Kolbenhub h-i , h 2 . Die Extrusion des Bodens B erfolgt, wenn sich der Kolben 15 in der Zwischenlage Lz befindet. Die Entlüftungsöffnung 6 ist hier freigegeben und die Belüftungsöffnung 7 - es können auch mehrere Belüftungsöffnungen 7 sein, die verteilt in die Zentralbohrung 12 münden - ist durch den Kolben 15 verschlossen.

Nach Komprimierung der Keramikmasse M, wobei der Kolben 15 bis in die obere Endlage Lo gehoben wird, wird er in die untere Endlage Ly abgesenkt, wobei die Belüftungsöffnung 7 freigegeben wird.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 3a - 3c, ist die Entlüftungsöffnung 6 ebenfalls entsprechend der zweiten Variante ausgeführt.

In dem Verschlussstück 3 ist eine zum Mundstück 1 koaxial verlaufende Zentralbohrung 12 vorhanden, in der ein Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub h 1 zwischen einer oberen Endlage Lo (Fig. 3b) und einer Zwischenlage Lz (Fig. 3a) und über einen zweiten Kolbenhub h 2 zwischen der Zwischenlage L z und einer unteren Endlage Ly (Fig. 3c) verschiebbar ist. Die Entlüftungsöffnung 6 stellt auch hier eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage Lo und der Zwischenlage L z in die Zentralbohrung 12 mündet, in Verbindung mit der Zentralbohrung 12 über den ersten Kolbenhub h 1 dar. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Zentralbohrung 12 unterhalb der Zwischenlage L z abgesetzt und weist einen größeren Durchmesser als oberhalb der Zwischenlage L z auf. Dadurch bildet sich um den Kolben 15 in der unteren Endlage Ly ein Ringspalt 16 aus, der in Verbindung mit der zwischen der Zwischenlage L z und der unteren Endlage Ly geöffneten Zentralbohrung 12 die Belüftungsöffnung 7 darstellt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, ist die Zentralbohrung 12 vollständig freigegeben, wenn sich der Kolben 15 in der unteren Endlage Ly befindet, womit die Zentralbohrung 12 die Belüftungsöffnung 7 darstellt. Die untere Endlage Ly kann auch einer vollständigen Entfernung des Kolbens 15 aus der Zentralbohrung 12 gleich gesetzt werden.

In einem anderen weiteren Ausführungsbeispiel, das ebenfalls nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, ist der Kolben 15 durch einen Außenkolben und einen Innenkolben gebildet. Der Außenkolben und der Innenkolben sind gemeinsam als geschlossener Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub hi zwischen einer oberen Endlage Lo und einer Zwischenlage L z verschiebbar. Nur der Innenkolben ist über einen zweiten Kolbenhub h 2 , der sehr klein sein kann, zwischen der Zwischenlage L z und einer unteren Endlage Ly, in der der Kolben 15 geöffnet ist, verschiebbar. Die Entlüftungsöffnung 6 wird auch hier durch eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage Lo und der Zwischenlage L z in die Zentralbohrung 12 mündet, und die Zentralbohrung 12 gebildet und die Zentralbohrung 12 und der geöffnete Kolben 15 stellen die Belüftungsöffnung 7 dar.

In einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 4, ist die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 mit einer Folie 1 1 ausgelegt, die nach dem Entfernen des Verschlussstückes 3 vom Mundstück 1 an dem Boden B temporär haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und dem beginnenden Schwinden der den Boden B bildenden Keramikmasse M leicht entfernt werden kann. Die Folie 1 1 ist vorteilhaft eine dehnbare Folie, die außerhalb des Spaltes 4 zwischen dem Mundstück

I und dem Verschlussstück 3 geklemmt gehalten wird. Beim Befüllen des Spaltes 4 legt sie sich faltenfrei an die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 an. Die Folie 11 kann nach dem Entformen des Bodens B noch temporär am Boden B verbleiben, bis der Boden B sich soweit verfestigt hat und ein Schwinden eingesetzt hat, dass die Folie

I I vom Boden B lösbar ist, ohne diesen zu beschädigen.

In einem weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 ein Formeinsatz eingelegt. Der Formeinsatz weist eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass er beim Befüllen des Spaltes 4 mit Keramikmasse M keine Falten schlägt.

Grundsätzlich kann die Verwendung einer Folie 1 1 oder eines Formeinsatzes erfolgen, auch ohne dass erfindungsgemäß die Extrusionsvorrichtung mindestens eine Belüftungsöffnung 7 aufweist. Die Folie 1 1 bzw. der Formeinsatz und die Belüftungsöffnungen 7 sind alternative Maßnahmen, um eine Beschädigung des Bodens B bei einem schnellen Entformen zu vermeiden, führen jedoch in Zusammenwirkung zu einer noch höheren Sicherheit.

Bezugszeichenliste

1 Mundstück

2 Dorn

3 Verschlussstück

3.1 Mittenachse

4 Spalt

5 Speisekammer

6 Entlüftungsöffnung

7 Belüftungsöffnung

8 Abdichtkappe

8.1 Deckfläche

9 Verschlussmechanismus

10 Bedienelement

11 Folie

12 Zentralbohrung

13 erste Kanalbohrung

14 zweite Kanalbohrung

15 Kolben

16 Ringsspalt

17 Medienzuführung

18 Pumpe oder Druckluftkammer

M Keramikmasse

B Boden

l_o obere Endlage

l_ z Zwischenlage

Lu untere Endlage

R Rohrstück

h 1 erster Kolbenhub

h 2 zweiter Kolbenhub